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  • web音频流转发之AudioNode

    前言

    上一章地址: web音频流转发之音频源
    下一张地址:web音频流转发之音视频直播
    在这一章我说几个我们需要用到的音频处理模块也就3个吧,包括我们转发流是需要用到的核心模块。更多模块请看MDN,或者看HTML5音频API Web Audio也有一些中文讲解,希望大家多多支持。

    概述

    AudioNode:是一个处理音频的通用模块, 比如一个音频源 (e.g. 一个 HTML <audio> or <video> 元素), 一个音频地址或者一个中间处理模块 (e.g. 一个过滤器如 BiquadFilterNode, 或一个音量控制器如 GainNode).一个AudioNode 既有输入也有输出。输入与输出都有一定数量的通道。只有一个输出而没有输入的 AudioNode 叫做音频源(MDN的解释)。下面我用简单的代码给大家解释下

    let audioCtx = new window.AudioContext,
        //频率及时间域分析器,声音可视化就用这个
        analyser = audioCtx.createAnalyser(),
        //音量变更模块
        gainNode = audioCtx.createGain(),
        //波形控制器模块
        distortion = audioCtx.createWaveShaper(),
        //低频滤波器模块
        biquadFilter = audioCtx.createBiquadFilter(),
        //创建源
        source = audioCtx.createMediaStreamSource(stream);
        //通过connect方法从音频源连接到AudioNode处理模块,再连接到输出设备,
        //当我们修改前面的模块时,就会影响到后面AudioNode,以及我们最终听见的声音
        source.connect(analyser);
        analyser.connect(distortion);
        distortion.connect(biquadFilter);
        biquadFilter.connect(convolver);
        convolver.connect(gainNode);
        gainNode.connect(audioCtx.destination);

    图片描述

    下面我就分别讲解我们需要用的几个api

    createAnalyser

    下面简单说一下它的方法和属性,具体的使用在后面的demo中,说实话这些属性我也不知道有有什么用,但是我们能通过方法取到我们需要的数据,做音频可视化。analyser中的数据会根据数据的不同会不停的变换,所有我们需要用requestAnimationFrame函数,反复获取里面的数据,然后进行绘图。

    let analyser = audioCtx.createAnalyser();
        //频域的FFT大小,默认是2048
        analyser.fftSize;
        //fftSize的一半
        analyser.frequencyBinCount;
        //快速傅立叶变化的最大范围的双精度浮点数
        analyser.maxDecibels;
        //最后一个分析帧的平均常数
        analyser.smoothingTimeConstant;
        //将当前频域数据拷贝进Float32Array数组
        analyser.getFloatFrequencyData()
        //将当前频域数据拷贝进Uint8Array数组
        analyser.getByteFrequencyData()
        将当前波形,或者时域数据拷贝进Float32Array数组
        analyser.getFloatTimeDomainData()
        //将当前波形,或者时域数据拷贝进 Uint8Array数组
        analyser.getByteTimeDomainData()

    createGain

    这个简单到极点。。。

    let gainNode = audioCtx.createGain();
    //修改value的大小,改变输出大小,默认是1,0表示静音
    gainNode.gain.value = 1

    createScriptProcessor

    缓冲区音频处理模块,这个是我们做直播的核心模块,没有这个模块就做不到音频流的转发,音频数据的延迟在除开网络的影响下,这个模块也占一部分,当然要看自己的配置。AudioBuffer介绍

    /*
        第一个参数表示每一帧缓存的数据大小,可以是256, 512, 1024, 2048, 4096, 8192, 16384,
          值越小一帧的数据就越小,声音就越短,onaudioprocess 触发就越频繁。
          4096的数据大小大概是0.085s,就是说每过0.085s就触发一次onaudioprocess,
          如果我要把这一帧的数据发送到其他地方,那这个延迟最少就是0.085s,
          当然还有考虑发送过去的电脑处理能力,一般1024以上的数字,如果有变态需求的256也是可以考虑的
        第二,三个参数表示输入帧,和输出帧的通道数。这里表示2通道的输入和输出,当然我也可以采集1,4,5等通道
    */
    let recorder = audioCtx.createScriptProcessor(4096, 2, 2);
    /*
      缓存区触发事件,连接了createScriptProcessor这个AudioNode就需要在onaudioprocess中,
      把输入帧的数据,连接到输出帧,扬声器才有声音
    */
    recorder.onaudioprocess = function(e){
        let inputBuffer = e.inputBuffer, //输入帧数据,AudioBuffer类型
            outputBuffer = e.outputBuffer; //输出帧数据, AudioBuffer类型
         //第一种方式
         //将inputBuffer第0个通道的数据,复制到outputBuffer的第0个通道,偏移0个字节
         outputBuffer.copyToChannel(inputBuffer.getChannelData(0), 0, 0);
         //将inputBuffer第1个通道的数据,复制到outputBuffer的第1个通道,偏移0个字节
         outputBuffer.copyToChannel(inputBuffer.getChannelData(1), 1, 0);
         //第二中方式用循环
         for (var channel = 0; channel < outputBuffer.numberOfChannels; channel++) {
              let inputData = inputBuffer.getChannelData(channel),
                  outputData = outputBuffer.getChannelData(channel);
               for (var sample = 0; sample < inputBuffer.length; sample++) {
                   outputData[sample] = inputData[sample];      
               }
            }
    }

    举个栗子

    下面我用input=file选择一个本地音乐举个栗子,采用哪种音频看自己哟

    <!DOCTYPE html>
    <html>
    <head>
        <meta charset="utf-8">
        <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=edge">
        <title></title>
        <link rel="stylesheet" href="">
    </head>
    <body>
        <canvas width="500px" height="500px">
            
        </canvas>
        <input type="file" name="" value="" placeholder="">
        <button type="button" class="add">音量+</button>
        <button type="button" class="lost">音量-</button>
    </body>
    <script type="text/javascript" charset="utf-8">
        let fileInput = document.querySelector('input'),
            add = document.querySelector('.add'), //音量+
            lost = document.querySelector('.lost'), //音量-
            audioCtx = new window.AudioContext, //创建环境
            analyser = audioCtx.createAnalyser(), //analyser分析器
            gainNode = audioCtx.createGain(), //控制音量大小
            recorder = audioCtx.createScriptProcessor(4096, 2, 2), //缓冲区音频处理模块
            canvas = document.querySelector('canvas'),
            canvasCtx = canvas.getContext('2d');
        fileInput.onchange = function(ev){
            let file = ev.target.files[0],
            fr = new FileReader();
            fr.readAsArrayBuffer(file);
            fr.onload = function(data){
                let result = data.target.result;
                //解码ArrayBuffer
                audioCtx.decodeAudioData(result, getBuffer);
            };
        };
    
        //修改音量大小
        add.onclick = function(){
            gainNode.gain.value += 0.1;
        };
        lost.onclick = function(){
            gainNode.gain.value -= 0.1;
        }
    
        function getBuffer(audioBuffer){
            //创建对象,用过AudioBuffer对象来播放音频数据
            let source  = audioCtx.createBufferSource();
            source.buffer = audioBuffer;
            //将source与analyser分析器连接
            source.connect(analyser);
            //将analyser与gainNode分析器连接
            analyser.connect(gainNode);
            //音量控制器与输出设备链接
            gainNode.connect(recorder);
            recorder.connect(audioCtx.destination);
            //播放
            source.start(0); 
            draw(analyser);
            //音频采集
            recorder.onaudioprocess = function (e) {
                /*输入流,必须要链接到输出流,audioCtx.destination才能有输出*/
                  let inputBuffer = e.inputBuffer, outputBuffer = e.outputBuffer;
                    outputBuffer.copyToChannel(inputBuffer.getChannelData(0), 0, 0);
                    outputBuffer.copyToChannel(inputBuffer.getChannelData(1), 1, 0);
            };
        }
        let WIDTH = 500, HEIGHT = 500;
        //绘制波形图
        function draw() {
            requestAnimationFrame(draw);
            //保存频率数据
          let dataArray = new Uint8Array(analyser.fftSize),
              bufferLength = analyser.fftSize;
          //获取频域的输出信息 
          analyser.getByteTimeDomainData(dataArray);
          canvasCtx.fillStyle = 'rgb(200, 200, 200)';
          canvasCtx.fillRect(0, 0, 500, 500);
    
          canvasCtx.lineWidth = 2;
          canvasCtx.strokeStyle = 'rgb(0, 0, 0)';
    
          canvasCtx.beginPath();
    
          var sliceWidth = WIDTH * 1.0 / bufferLength;
          var x = 0;
    
          for(var i = 0; i < bufferLength; i++) {
       
            var v = dataArray[i] / 128.0;
            var y = v * HEIGHT/2;
    
            if(i === 0) {
              canvasCtx.moveTo(x, y);
            } else {
              canvasCtx.lineTo(x, y);
            }
    
            x += sliceWidth;
          }
    
          canvasCtx.lineTo(canvas.width, canvas.height/2);
          canvasCtx.stroke();
        };
    </script>
    </html>

    图片描述

    结束语

    基本上我们要用到的api都介绍完了,我想大家应该知道如何做音频转发了吧。下面一章就开始介绍音频流的转发了。
    HTML5音频API Web Audio这一篇文章还是可以看看的。
    希望大家多多支持,收藏点赞呀

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